DE10112695A1 - TDMA communication system e.g. for motor vehicle, includes one node for checking system start - Google Patents
TDMA communication system e.g. for motor vehicle, includes one node for checking system startInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationssystem mit wenigstens zwei Kommunikationsknoten zur Übertragung von Informationen über ein gemeinsames Übertragungsmedium im Zeitmultiplexverfahren.The invention relates to a communication system with at least two Communication node for the transmission of information about a common Transmission medium using time division multiplexing.
Ein derartiges Kommunikationssystem ist z. B. aus dem VDI Bericht Nr. 1547, 2000, S. 23ff (FlexRay-Kommunikationssystem) bekannt.Such a communication system is e.g. B. from VDI Report No. 1547, 2000, P. 23ff (FlexRay communication system) known.
Bei diesem Kommunikationssystem ist ein Zeitmultiplexverfahren zur Regelung des Zugriffs von verschiedenen Kommunikationsknoten auf ein gemeinsames Übertragungs medium vorgesehen.In this communication system, a time-division multiplex method for regulating the Access from different communication nodes to a common transmission medium provided.
In einer Rahmenstruktur werden in einem wiederkehrenden Raster im Abstand der Rahmenzykluszeit Nachrichten von allen Kommunikationsknoten verschickt. Je nach verwendetem Protokoll können diese Nachrichten unterschiedlicher Struktur sein, d. h., z. B. als ein Spezialsymbol oder Signalmuster, welches selbst schon die zu übertragende Information repräsentiert, oder aber als eine Nachricht mit definierten Formatelementen ausgeprägt sein, die protokollrelevante Informationen, aber auch Applikationsdaten enthalten können.In a frame structure, the Frame cycle time Messages sent from all communication nodes. Depending on protocol used, these messages can be of different structure, i. H., z. B. as a special symbol or signal pattern, which itself is the one to be transmitted Information represents, or as a message with defined format elements be pronounced, the protocol-relevant information, but also application data can contain.
Darüber hinaus werden oft bestimmte Bereiche der Rahmenstruktur für andere Zugriffs verfahren reserviert, wie z. B. für den kollisionsbehafteten wahlfreien Zugriff.In addition, certain areas of the frame structure are often accessible for others procedures reserved, such as B. for collision-prone random access.
Beim Start des Systems werden die Knoten in willkürlicher Reihenfolge aktiviert, z. B. hervorgerufen durch die nicht vorhersagbare Reihenfolge bei der Zuführung der Stromver sorgung. Jeder aktivierte Knoten beobachtet bei dem bekannten System nach gängiger Technik für eine gewisse Zeit das Kommunikationsmedium und überprüft, ob bereits eine Rahmenstruktur etabliert wurde, auf die er sich aufsynchronisieren kann. Findet er min destens einen regelmäßig genutzten Zeitschlitz oder auch ein spezifisches Muster aus genutzten Zeitschlitzen, überprüft er die darin enthaltene Nachricht auf Integrität, z. B. anhand einer Prüfsumme. Der aktivierte Knoten interpretiert diese Nachricht, um aus ihrer zeitlichen Position und dem Inhalt, z. B. einem eindeutigen Identifier, der die zeit liche Lage des regelmäßig genutzten Zeitschlitzes innerhalb der Rahmenstruktur angibt, die Position seines eigenen Sendezeitschlitzes darin zu identifizieren.When the system is started, the nodes are activated in an arbitrary order, e.g. B. caused by the unpredictable order in the supply of Stromver supply. Each activated node observes more commonly in the known system Technology for a certain time the communication medium and checks whether there is already one Framework structure was established to which he can synchronize. If he finds min a regularly used time slot or a specific pattern used time slots, it checks the message contained therein for integrity, e.g. B. based on a checksum. The activated node interprets this message in order to their temporal position and content, e.g. B. a unique identifier that the time Liche location of the regularly used time slot within the frame structure indicates that Identify the position of its own broadcast time slot in it.
Findet der jeweilige Knoten keinen regelmäßig genutzten Zeitschlitz auf dem Übertra gungsmedium vor, beginnt er, regelmäßig mit der durch die Zykluszeit vorgegebenen Wiederholrate eine Nachricht zu senden und markiert damit quasi seinen eigenen Zeit schlitz. Auf diese Nachricht können sich dann andere Knoten aufsynchronisieren.If the respective node does not find a regularly used time slot on the transfer medium, it begins regularly with the cycle time Repetition rate to send a message and thus quasi marks its own time slot. Other nodes can then synchronize themselves to this message.
Der Sonderfall, in dem zwei oder mehr Knoten gleichzeitig ihre erste Nachricht ver schicken, führe zu einer Kollision, die nach einem der bekannten Verfahren aufgelöst werden kann.The special case in which two or more nodes send their first message at the same time send, lead to a collision that resolved according to one of the known methods can be.
Beginnt nun ein fehlerhafter Knoten damit, eine ungültige Nachricht zu versenden, so können sich andere Knoten nicht auf diese Nachricht aufsynchronisieren. Andererseits ist aber das Medium in regelmäßigen Abständen benutzt, so dass die anderen Knoten in ihrer Abwartestellung verharren. Das System ist dann durch den fehlerhaften Knoten blockiert.If a faulty node now begins to send an invalid message, so other nodes cannot synchronize to this message. On the other hand but the medium is used periodically so that the other nodes in their Stay on hold. The system is then blocked by the faulty node.
Damit ein fehlerhaften Knoten, der durch das regelmäßige Senden von ungültigen Nach richten das Medium blockiert, nicht den gesamten Systemstart dauerhaft verhindert, ist bekannt, eine Zeitspanne bzw. eine maximale Anzahl von Versuchen innerhalb des System start-Algorithmus zu definieren, innerhalb derer eine synchronisierte Kommunikation zustande kommen muss. Ist dies nicht der Fall, so soll sich der sendende Knoten zurück ziehen, z. B. für ein definiertes Zeitintervall, damit ein anderer Knoten den Systemstart durch die Vorgabe des Kommunikationstahmens durchführen kann. Eine derartige Lösung, basierend auf einem Timeout-Intervall, welches dazu dient, einen einmal ange nommenen Zustand aufgrund einer nicht eingetroffenen Bedingung zu verlassen, ist beispielhaft für das Kanalzugriffsverfahren ALOHA in "Wireless Information Networks" von K. Pahlavan & A. Levesque, 1995 (ISBN: 0-471-10607-0), Seiten 464ff, beschrieben. Bei dieser Lösung, bei der sich also ein fehlerhaft operierender Knoten selbsttätig abschalten bzw. vom Medium zurückziehen soll, wird vorausgesetzt, dass der Knoten, obwohl er ein fehlerhaftes Verhalten auf dem Netzwerk zeigt, in der Lage ist, einen Sicherungsmechanismus noch korrekt auszuführen.Thus a faulty node caused by the regular sending of invalid messages align the medium is blocked, the entire system start is not permanently prevented known, a time period or a maximum number of attempts within the system define start algorithm within which synchronized communication must come about. If this is not the case, the sending node should go back pull, e.g. B. for a defined time interval so that another node starts the system can perform by specifying the communication framework. Such Solution based on a timeout interval, which is used once exited state due to a condition that has not occurred exemplary for the channel access method ALOHA in "Wireless Information Networks" by K. Pahlavan & A. Levesque, 1995 (ISBN: 0-471-10607-0), pages 464ff. With this solution, in which a malfunctioning node switches itself off automatically or withdraw from the medium, it is assumed that the knot, even though it shows faulty behavior on the network, is able to Safety mechanism still to be carried out correctly.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein anderes Kommunikationssystem zu schaffen, welches einen sicheren Systemstart auch bei einem fehlerhaft sendenden Knoten gewährleistet.It is an object of the invention to provide another communication system which ensures a secure system start even with an incorrectly sending node.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kommunikationssystem, bei dem
beim Systemstart wenigstens ein Knoten zur Überprüfung vorgesehen ist, ob auf dem
Übertragungsmedium bereits ein erstes Signal vorhanden ist, das wenigstens einen Zeit
schlitz regelmäßig nutzt,
wobei der Knoten bei Vorliegen eines ersten Signals zur Überprüfung dieses ersten Signals
auf Integrität vorgesehen ist und
und wobei der Knoten bei mangelnder Integrität des ersten Signals zur Sendung eines
zweiten Signals vorgesehen ist und dem von dem ersten Signal genutzten Zeitschlitz eine
vorgebbare Position innerhalb des von dem zweiten Signal vorgegebenen Zeitrahmens
zugeordnet ist.This object is achieved according to the invention by a communication system in which at system start at least one node is provided to check whether a first signal is already present on the transmission medium and regularly uses at least one time slot,
the node being provided for checking this first signal for integrity when a first signal is present and
and wherein the node is provided with a lack of integrity of the first signal for transmitting a second signal and the time slot used by the first signal is assigned a predeterminable position within the time frame specified by the second signal.
Beim Systemstart überprüft wenigstens ein Kommunikationsknoten, ob ein regelmäßig genutzter Zeitschlitz auf dem Übertragungsmedium vorhanden ist. Ist dies der Fall, überprüft der Knoten dieses Signal auf Integrität, d. h., er versucht diese Aktivität als Nachricht zu interpretieren. Falls dies nicht möglich ist, z. B. aufgrund einer fehlerhaften Prüfsumme, eines Kodierungsfehlers oder aus einem sonstigen Grund, identifiziert der Knoten diesen Zeitschlitz als fehlerhaft.At system start-up, at least one communication node checks whether a regular one used time slot is available on the transmission medium. Is that the case, the node checks this signal for integrity, i. that is, he tries this activity as Interpret message. If this is not possible, e.g. B. due to a faulty Checksum, a coding error or for any other reason, identifies the Node this time slot as faulty.
Daraufhin konstruiert der Knoten für sich die Zeitrahmenstruktur derart, dass der fehler haft genutzte Zeitschlitz auf eine vorbestimmte Position fällt. Schließlich beginnt der Knoten, in dem für ihn vorgesehenen Zeitschlitz innerhalb der neuen Zeitrahmenstruktur seine Nachricht zu senden. Andere Knoten im Netzwerk können sich nun auf die von diesem Knoten korrekt gesendete Nachricht synchronisieren. The node then constructs the time frame structure in such a way that the error used time slot falls to a predetermined position. Finally the begins Node in the time slot intended for it within the new time frame structure to send his message. Other nodes in the network can now refer to the from sync message sent correctly to this node.
Der Hauptvorteil dieses Kommunikationsnetzwerks ist die Vermeidung der Blockierung des gesamten Kommunikationssystems durch einen fehlerhaften Knoten.The main advantage of this communication network is the avoidance of blocking of the entire communication system due to a faulty node.
Der besondere Vorteil gegenüber einer Fehlerbehandlung durch den betroffenen Knoten selbst ergibt sich aus der Tatsache, dass hier eine unabhängige Instanz die Fehlererkennung und Behandlung vornimmt. Diese Instanz wird durch wenigstens einen beteiligten Knoten repräsentiert.The particular advantage over error handling by the affected node itself arises from the fact that an independent entity is responsible for error detection and treatment. This instance is supported by at least one node involved represents.
Vorteilhaft kann jeder Knoten des Kommunikationssystems zur Fehlerbehandlung vorge sehen werden. Dann überprüft und beurteilt jeder Knoten für sich die Situation auf dem Übertragungsmedium. Damit wird die Sicherheit, dass der Fehlerzustand erkannt und in definierter Weise behandelt wird, zusätzlich erhöht.Each node of the communication system can advantageously be used for error handling will see. Then each node checks and assesses the situation on the Transmission medium. This ensures that the fault condition is recognized and in treated in a defined manner, additionally increased.
Erkennen bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung mehrere Knoten gleichzeitig das Vorliegen eines fehlerhaften Zeitschlitzes, so führen alle parallel eine Neubestimmung der Zeit rahmenstruktur aus und versuchen diese durch das Senden des eigenen Zeitschlitzes als globalen Zeitrahmen vorzugeben. Kollisionen in dieser Phase können in bekanntet Weise genau so gelöst werden wie im fehlerfreien Startbetrieb. Es kann z. B. das aus dem VDI Bericht Nr. 1547, 2000, S. 23ff bekannte Verfahren der Kollisionsbehandlung für FlexRay-Kommunikationssysteme verwendet werden.In this advantageous embodiment, several nodes recognize the presence at the same time of an incorrect time slot, all of them simultaneously redetermine the time frame structure and try this by sending your own time slot as to set global timeframes. Collisions at this stage can occur in a known manner can be solved exactly as in error-free start-up. It can e.g. B. that from the VDI Report No. 1547, 2000, pp. 23ff known methods of collision treatment for FlexRay communication systems are used.
Außerdem wird vermieden, dass der fehlerhafte Zeitschlitz eine beliebige, z. B. besonders kritische Stelle der Zeitrahmenstruktur stört. Stattdessen wird er an eine vordefinierte, fixe Position in der Zeitrahmenstruktur geschoben. Schließlich wird der mit dem fehlerhaften Zeitschlitz verbundene Funktionsverlust des Systems minimiert, z. B. dadurch, dass der fehlerhafte Zeitschlitz an die Position für Nachrichten mit der geringsten Priorität im System verschoben wird.In addition, it is avoided that the faulty time slot any, z. B. especially critical point of the time frame structure disturbs. Instead, it is fixed to a predefined one Position shifted in the time frame structure. Finally, the one with the faulty one Time slot related system loss minimized, e.g. B. in that the incorrect time slot at the position for messages with the lowest priority in the System is moved.
Der Fall, dass der erste, fehlerhaft sendende Knoten nach der Fehlererkennung und Fehler behandlung durch einen zweiten Knoten, d. h. der Vorgabe einer neuen, globalen Zeit rahmenstruktur durch einen zweiten Knoten, selbst den Sendevorgang an der ursprüng lichen Position einstellt, ist lediglich ein günstiger Sonderfall. Da die Fehlerhypothese jedoch von einem insgesamt fehlerhaft operienden ersten Knoten ausgeht, wird durch das vorgeschlagene Verfahren insbesondere der Fall behandelt, dass der erste, fehlerhaft sendende Knoten weiterhin zum ursprünglichen Zeitpunkt mindestens einen Zeitschlitz belegt.The case that the first, incorrectly sending node after the error detection and error treatment by a second node, d. H. the specification of a new, global time frame structure by a second node, even the transmission process at the original position is only a favorable special case. Because the error hypothesis However, it assumes that the first node is operating incorrectly proposed procedure in particular the case that the first deals with errors sending nodes continue to have at least one time slot at the original time busy.
Die Erfindung ist vorteilhaft nutzbar für alle autonom startenden Kommunikations systeme.The invention can advantageously be used for all autonomously starting communications systems.
Besonders geeignet ist das vorgeschlagene Kommunikationssystem für sicherheitskritische Anwendungen, bei denen auch während der Anwesenheit mindestens eines fehlerhaften Knotens der sichere Start des Kommunikationssystems gewährleistet werden muss, wie z. B. im Automobil, im Flugzeug, der Steuerung von Industrieanlagen usw.The proposed communication system is particularly suitable for security-critical ones Applications in which at least one is defective even during the presence Knotens the safe start of the communication system must be ensured, such as. B. in automobiles, aircraft, the control of industrial plants, etc.
Darüber hinaus ist die Erfindung überall da von Vorteil, wo ein System auch im Fehlerfall ohne menschlichen Eingriff starten können muss; hier sind Anwendungen an schwer zugänglichen Orten oder über große Flächen verteilte Kommunikationsnetzwerke von Bedeutung.In addition, the invention is advantageous wherever a system is also used in the event of a fault must be able to start without human intervention; applications are difficult here accessible locations or communication networks of Importance.
Bei der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ist ein spezieller Reserve-Zeitschlitz, vorgesehen, der nur dazu dient, im Fall des Auftretens eines fehler haften Zeitschlitzes diesen so im Zeitrahmen unterzubringen, dass die restlichen Knoten ungestört kommunizieren können.In the advantageous embodiment of the invention according to claim 2 is a special one Reserve time slot is provided, which is only used in the event of an error stick time slot to accommodate this in the time frame so that the remaining nodes can communicate undisturbed.
Bei der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 wird kein dedizierter Reserve-Zeitschlitz verwendet, sondern der fehlerhafte Zeitschlitz wird in den Zeitschlitz für Nachrichten mit der niedrigsten Priorität positioniert.In the advantageous embodiment of the invention according to claim 3, none is dedicated Reserve time slot is used, but the faulty time slot is in the time slot positioned for lowest priority messages.
Bei der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 wird der fehlerhafte Zeitschlitz in einem Bereich des Zeitrahmens positioniert, der mittels Wartezeiten und Nachrichtenprioritäten einen dynamischen Zugriff der Knoten des Kommunikations systems ermöglicht. Ein derartiger dynamischer Zeitschlitz ist z. B. in dem FleyRay- Kommunikationssystem vorgesehen, welches in dem VDI Bericht Nr. 1547, 2000, näher beschrieben ist. Bei einem solchen System mit dynamischer Zugriffsmöglichkeit kann der fehlerhafte Zeitschlitz vorzugsweise an den Beginn des dynamischen Zeitschlitzes posi tioniert werden, so dass der Rest dieses Zeitschlitzes weiterhin für die dynamisch verwal teten Nachrichten zur Verfügung steht. Alternativ könnte der fehlerhafte Zeitschlitz auch an das Ende dieses dynamischen Zeitschlitzes positioniert werden und damit lediglich die Nachricht mit der niedrigsten Priorität stören.In the advantageous embodiment of the invention according to claim 4, the faulty Time slot positioned in an area of the timeframe that uses wait times and Message priorities provide dynamic access to the nodes of the communication systems enables. Such a dynamic time slot is e.g. B. in the FleyRay Communication system provided, which in the VDI report No. 1547, 2000, in more detail is described. In such a system with dynamic access, the defective time slot preferably at the beginning of the dynamic time slot posi be dated so that the rest of this time slot continues to be dynamically managed messages is available. Alternatively, the faulty time slot could also be used be positioned at the end of this dynamic time slot and thus only the Disrupt the lowest priority message.
Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 betrifft Kommunikations systeme mit wahlfreiem, kollisionsbehafteten Zugriff während eines dedizierten Zeit schlitzes. In einem solchen System ist es vorteilhaft, den fehlerhaften Zeitschlitz in den Bereich des Zeitrahmens zu legen, der für den wahlfreien, kollisionsbehafteten Zugriff vorgesehen ist, da dort ohnehin mit Kollisionen zu rechnen ist und dementsprechend Verfahren zur Behandlung von Kollisionen bereits von dem Kommunikationssystem vorgesehen sind.The advantageous embodiment of the invention according to claim 5 relates to communication systems with random, collision access during a dedicated time slot. In such a system, it is advantageous to insert the incorrect time slot into the Area of the timeframe to be set for random, collision access is provided since collisions are to be expected there anyway and accordingly Procedure for handling collisions already from the communication system are provided.
Bei der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 nimmt der Knoten, der sich bei der Vorgabe des globalen Zeitrahmens durchgesetzt hat, eine entsprechende Kennzeichnung seiner Nachricht vor. Damit wird dem gesamten Kommunikationssystem und insbesondere den übrigen Knoten mitgeteilt, dass ein fehlerhaft sendender Knoten im System erkannt worden ist und der als fehlerhaft erkannte Zeitschlitz neu positioniert worden ist. Dadurch kann ein Knoten, der durch die Neupositionierung des fehlerhaften Zeitschlitzes einen Nachteil erfährt, z. B. durch Blockade des ihm zugeordneten Zeit schlitzes, geeignete Gegenmaßnahmen treffen. Als Gegenmaßnahme ist es z. B. möglich, einen kontrollierten Übergang des Gesamtsystems in einen gesicherten Zustand durchzu führen, in dem gewährleistet ist, dass bei der jeweiligen Applikation ein zumindest einge schränkter Betrieb aufrechterhalten werden kann und/oder dass bei der jeweiligen Appli kation Störfälle vermieden werden.In the advantageous embodiment of the invention according to claim 6, the node who prevailed in setting the global time frame, a corresponding one Marking his message before. This is the entire communication system and in particular to the other nodes that a faulty sending node in the System has been recognized and the time slot recognized as incorrectly repositioned has been. This can cause a node to become defective due to repositioning Time slot experiences a disadvantage, e.g. B. by blocking the time assigned to it take suitable countermeasures. As a countermeasure, it is e.g. B. possible a controlled transition of the entire system into a secure state lead, in which it is guaranteed that at least one in the respective application limited operation can be maintained and / or that with the respective appli cation accidents can be avoided.
Es sind aber auch komplexere Reaktionen, gesteuert durch entsprechende Kontrollappli kationen, möglich. Der infolge der Neupositionierung des fehlerhaften Zeitschlitzes gestörte Knoten könnte mit seinem Sendefenster dynamisch in einen reservierten Bereich innerhalb des neuen Zeitrahmens ausweichen. Dazu muss den betroffenen Knoten allerdings angezeigt werden, dass ein fehlerhafter Knoten erkannt worden ist und der Zeit schlitz dieses fehlerhaften Knotens in einem von einem anderen Knoten vorgegebenen Zeitrahmen neu positioniert worden ist. Eine Kennzeichnung könnte z. B. durch definierte Elemente innerhalb des Nachrichtenformates oder auch in den Nachrichtendaten selbst vorgenommen werden.But they are also more complex reactions, controlled by appropriate control applications cations, possible. As a result of repositioning the faulty time slot disturbed nodes could move dynamically into a reserved area with its transmission window dodge within the new timeframe. To do this, the affected node must displayed that a faulty node has been detected and the time slot of this faulty node in a given by another node Timeframe has been repositioned. A label could e.g. B. by defined Elements within the message format or in the message data itself be made.
Anspruch 7 bezieht sich auf ein erfindungsgemäßes Verfahren, Anspruch 8 auf ein erfindungsgemäßes TDMA-Signal und Anspruch 9 auf ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem.Claim 7 relates to a method according to the invention, claim 8 to a TDMA signal according to the invention and claim 9 to a motor vehicle with a communication system according to the invention.
Einige schematisch dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung in den Fig. 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigen:Some schematically illustrated exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing in FIGS. 1 to 4. Show it:
Fig. 1 ein Kommunikationssystem mit vier Knoten und einem gemeinsamen Über tragungsmedium, Fig. 1, a communication system with four nodes and a common About tragungsmedium,
Fig. 2 die zeitliche Abfolge eines von einem ersten Knoten des Kommunikationssystems gesendeten TDMA-Signals mit einem Zeitrahmen, welcher einen statischen Teil und einen dynamischen Teil aufweist, Fig. 2 shows the timing sequence of a signal transmitted from a first node of the communication system TDMA signal with a time frame which has a static part and a dynamic part,
Fig. 3 die zeitliche Abfolge der auf dem Übertragungsmedium des Kommunikations systems auftretenden Signale bei einem Systemstart, Fig. 3 shows the temporal sequence of, on the transmission medium of the communication system signals occurring at system start-
Fig. 4 ein von einem zweiten Knoten des Kommunikationssystems gesendetes zweites Signal mit einem gegenüber dem ersten Signal verschobenen Zeitrahmen. Fig. 4 is a signal sent from a second node of the communication system with a second signal against the first signal shifted time frames.
Fig. 1 zeigt ein Kommunikationssystem mit vier Kommunikationsknoten 0, 1, 2 und 3. Die vier Kommunikationsknoten 0 bis 3 sind jeweils mit einem gemeinsamen Über tragungsmedium 5 gekoppelt. Das gemeinsame Übertragungsmedium 5 kann z. B. ein Bussystem eines Kraftfahrzeugs sein, insbesondere auch ein Kommunikationsnetz gemäß dem FlexRay-Protokoll. Das gemeinsame Übertragungsmedium 5 wird von den vier Kommunikationsknoten im Zeitmultiplexverfahren genutzt. Fig. 1 shows a communication system with four communication nodes 0, 1, 2 and 3. The four communication nodes 0 to 3 are each coupled to a common transmission medium 5 . The common transmission medium 5 can e.g. B. be a bus system of a motor vehicle, in particular also a communication network according to the FlexRay protocol. The common transmission medium 5 is used by the four communication nodes in the time-division multiplex method.
Fig. 2 zeigt die zeitliche Abfolge eines von dem Knoten 2 des Kommunikationssystems gesendeten TDMA-Signals. Der Zeitrahmen des TDMA-Signals weist einen statischen Teil 6 und einen dynamischen Teil 7 auf. Det statische Teil 6 weist vier Zeitschlitze 10, 11, 12 und 13 auf. Daran schließt sich der dynamische Teil 7 an. Der statische Teil 6 und der dynamische Teil 7 wiederholen sich periodisch mit der Rahmenzykluszeit T_cyc. Für den Knoten 0 des Kommunikationssystems ist der Zeitschlitz 10 des statischen Teils 6 zur Übertragung über das Übertragungsmedium 5 vorgesehen. In entsprechender Weise sind die Zeitschlitze 11, 12 und 13 den Knoten 1, 2 und 3 des Kommunikationssystems zugeordnet. Fig. 2 shows the timing of a signal transmitted from the node 2 of the communication system TDMA signal. The time frame of the TDMA signal has a static part 6 and a dynamic part 7 . The static part 6 has four time slots 10, 11, 12 and 13. This is followed by dynamic part 7 . The static part 6 and the dynamic part 7 are repeated periodically with the frame cycle time T_cyc. Time slot 10 of static part 6 is provided for node 0 of the communication system for transmission via transmission medium 5 . In a corresponding manner, time slots 11, 12 and 13 are assigned to nodes 1 , 2 and 3 of the communication system.
Der dynamische Teil 7 steht für einen flexiblen, dynamischen Zugriff der einzelnen Knoten 0 bis 3 zur Verfügung. Ein derartiger dynamischer Zeitschlitz ist z. B. in dem FleyRay-Kommunikationssystem vorgesehen, welches in dem VDI Bericht Nr. 1547, 2000, näher beschrieben ist.Dynamic part 7 is available for flexible, dynamic access by individual nodes 0 to 3. Such a dynamic time slot is e.g. B. provided in the FleyRay communication system, which is described in VDI Report No. 1547, 2000, in more detail.
Fig. 3 zeigt beispielhaft die zeitliche Abfolge der auf dem Übertragungsmedium 5 des Kommunikationssystems auftretenden Signale bei einem Systemstart mit einem fehlerhafte Signale sendenden Knoten 2 und einem auf die fehlerhaften, periodisch gesendeten Signale reagierenden Knoten 3. Fig. 3 shows the time sequence example of the signals appearing on the transmission medium 5 of the communication system at a system start with a node 2 transmitting incorrect signals and a reacting on the incorrect, periodically transmitted signals node 3.
Zunächst sendet der Knoten 2 regelmäßig in dem für ihn vorgesehenen Zeitschlitz 12 ein Signal 8 über das Übertragungsmedium 5. Das Signal 8 ist fehlerbehaftet, d. h. es kann von den übrigen Knoten 0, 1 und 3 des Kommunikationssystems nicht als Nachricht interpre tiert werden. Dies kann z. B. aufgrund einer fehlerhaften Prüfsumme, eines Kodierungs fehlers oder aus einem sonstigen Grund der Fall sein. Die Fehlerhaftigkeit des Signals 8 wird in der Fig. 3 durch das Blitzsymbol angedeutet.First, the node 2 regularly sends a signal 8 via the transmission medium 5 in the time slot 12 provided for it. The signal 8 is faulty, ie it cannot be interpreted as a message by the remaining nodes 0, 1 and 3 of the communication system. This can e.g. B. due to an incorrect checksum, a coding error or for any other reason. The faultiness of the signal 8 is indicated in FIG. 3 by the lightning symbol.
Fig. 4 veranschaulicht das Verhalten des Knotens 3 bei dem Systemstart. Beim Systemstart überprüft der Knoten 3, ob sich auf dem Übertragungsmedium 5 bereits ein Signal befin det, das einen Zeitschlitz regelmäßig nutzt. Der Knoten 3 erkennt das von dem Knoten 2 gesendete Signal 8 und überprüft dieses auf Integrität. Bei der Überprüfung des Signals 8 stellt der Knoten 3, z. B. aufgrund einer fehlerhaften Prüfsumme fest, dass das Signal 8 fehlerbehaftet ist. Dies wird in der Fig. 4 durch den Pfeil 15 angedeutet. Fig. 4 illustrates the behavior of node 3 at system start. When the system is started, the node 3 checks whether there is already a signal on the transmission medium 5 that regularly uses a time slot. The node 3 recognizes the signal 8 sent by the node 2 and checks it for integrity. When checking the signal 8 , the node 3 , z. B. due to an incorrect checksum that the signal 8 is faulty. This is indicated by the arrow 15 in FIG. 4.
Um trotzdem einen Start des Kommunikationssystems zu ermöglichen, beginnt der Knoten 3 damit, selbst ein Signal 9 in regelmäßigen Abständen über das Übertragungs medium 5 zu senden. Dies ist in der Fig. 3 schematisch dargestellt.In order to enable the communication system to start anyway, the node 3 begins to send a signal 9 itself at regular intervals via the transmission medium 5 . This is shown schematically in FIG. 3.
Der durch das Signal 9 des Knotens 3 vorgegebene Zeitrahmen ist wiederum in der Fig. 4 dargestellt. Der Knoten 3 nutzt den für ihn vorgesehenen statischen Zeitschlitz 13 des Zeitrahmens. Der von dem Knoten 3 vorgegebene Zeitrahmen ist so gewählt, dass der von dem fehlerhaften Signal 8 genutzte Zeitschlitz an das Ende des dynamischen Bereiches 7 des Zeitrahmens fällt. Durch diese Verschiebung des Zeitrahmens wird erreicht, dass der fehlerhaft sendende Knoten 2 lediglich für Nachrichten mit der niedrigsten Priorität, welche am Ende des dynamischen Teils 7 des Zeitrahmens zur Übertragung vorgesehen sind, Störungen verursacht. Der Knoten 3 sendet nun gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Zeitrahmen eine ordnungsgemäße und fehlerfreie Nachricht in dem für ihn vorgesehenen statischen Zeitschlitz 13. Die anderen Knoten 0 und 1 des Kommunikationssystems können sich nun auf das von dem Knoten 3 gesendete fehlerfreie Signal aufsychnronisieren und die Zeitschlitze 10 und 11 nutzen. Damit ist ein Systemstart trotz des fehlerhaft sendenden Knotens 2 gewährleistet.The time frame predetermined by the signal 9 of the node 3 is again shown in FIG. 4. The node 3 uses the static time slot 13 of the time frame provided for it. The time frame specified by the node 3 is selected such that the time slot used by the faulty signal 8 falls at the end of the dynamic range 7 of the time frame. This shift in the time frame means that the incorrectly sending node 2 only causes interference for messages with the lowest priority, which are provided for transmission at the end of the dynamic part 7 of the time frame. The node 3 now sends, in accordance with the time frame shown in FIG. 4, a correct and error-free message in the static time slot 13 provided for it. The other nodes 0 and 1 of the communication system can now psychonize themselves on the error-free signal sent by the node 3 and that Use time slots 10 and 11. This guarantees a system start despite node 2 sending incorrectly.
Alternativ kann das fehlerhafte Signal 8 des Knotens 2 auch an den Beginn des dyna mischen Teils 7 des Zeitrahmens positioniert werden, so dass der Rest dieses dynamischen Teils 7 weiterhin für die dynamisch verwalteten Nachrichten zur Verfügung steht.Alternatively, the faulty signal 8 of the node 2 can also be positioned at the beginning of the dynamic part 7 of the time frame, so that the rest of this dynamic part 7 is still available for the dynamically managed messages.
Claims (9)
wobei beim Systemstart wenigstens ein Knoten zur Überprüfung vorgesehen ist, ob auf dem Übertragungsmedium bereits ein erstes Signal vorhanden ist, das wenigstens einen Zeitschlitz regelmäßig nutzt,
wobei der Knoten bei Vorliegen eines ersten Signals zur Überprüfung dieses ersten Signals auf Integrität vorgesehen ist und
wobei der Knoten bei mangelnder Integrität des ersten Signals zur Sendung eines zweiten Signals vorgesehen ist und dem von dem ersten Signal genutzten Zeitschlitz eine vorgebbare Position innerhalb des von dem zweiten Signal vorgegebenen Zeitrahmens zugeordnet ist.1. Communication system with at least two communication nodes for the transmission of information via a common transmission medium in time-division multiplexing,
wherein at system start at least one node is provided to check whether there is already a first signal on the transmission medium that regularly uses at least one time slot,
the node being provided for checking this first signal for integrity when a first signal is present and
wherein the node is provided with a lack of integrity of the first signal for transmitting a second signal and the time slot used by the first signal is assigned a predeterminable position within the time frame specified by the second signal.
wobei beim Systemstart wenigstens ein Knoten zur Überprüfung vorgesehen ist, ob auf dem Übertragungsmedium bereits ein erstes Signal vorhanden ist, das wenigstens einen Zeitschlitz regelmäßig nutzt,
wobei der Knoten bei Vorliegen eines ersten Signals zur Überprüfung dieses ersten Signals auf Integrität vorgesehen ist
und wobei der Knoten bei mangelnder Integrität des ersten Signals zur Sendung eines zweiten Signals vorgesehen ist und dem von dem ersten Signal genutzten Zeitschlitz eine vorgebbare Position innerhalb des von dem zweiten Signal vorgegebenen Zeitrahmens zugeordnet wird.7. Method for starting a communication system with at least two communication nodes for the transmission of information via a common transmission medium in time-division multiplexing,
wherein at system start at least one node is provided to check whether there is already a first signal on the transmission medium that regularly uses at least one time slot,
the node being provided for checking this first signal for integrity when a first signal is present
and wherein the node is provided with a lack of integrity of the first signal for transmitting a second signal and the time slot used by the first signal is assigned a predefinable position within the time frame specified by the second signal.
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